Harmonik Akımları Yok Etmede Alınacak Önlemler

Nötr iletkendeki harmonik akımların, özellikle de üçüncü harmonik akımların etkilerini ortadan kaldırmak veya azaltmak için bir takım önlemler alınabilir. Bu yazımızda başlıca önlemleri sizlerle paylaşacağız.

A- A+

03.08.2017 tarihli yazı 10926 kez okunmuştur.

Harmonik İletken Nötr Koruma Trafo Bağlantı Filtre

1)Kurulumda Yapılan Değişiklikler

Nötr iletkenin aşırı yüklenmesini önlemeye yönelik en yaygın çözümler şunlardır:
►Her faz için ayrı bir nötr iletken kullanabilirsiniz. Bu çözüm pahalı olduğu için nadiren kullanılır.
►Daha iyi bir çözüm, nötr iletkeni ikiye katlamaktır. Nötrdeki akım, her fazdaki akımın 1.73 katını aşamazken, mevcut sistemlerde uygulanması kolay bir çözümdür.
►Başka bir yol da, hakim akım olabilecek, nötrdeki akım için uygun oranları olan kanalları kullanmaktır.

2)Yıldız-Üçgen Transformatör

Bu konfigürasyon, dağıtım ve iletim şebekelerinde üçüncü harmonik akımların dolaşımını ortadan kaldırmak için elektrik dağıtımında sıklıkla kullanılır.
Üçüncü harmonik akımların yalnızca ikincil yükler mükemmel dengelenmişse tamamen ortadan kaldırılabileceğini unutmayın. Aksi takdirde, 3 fazdaki üçüncü harmonik akımlar eşit değildir ve üçgenin köşelerinde tam olarak telafi edilemez.
Yıldız-üçgen bağlantı grubuna sahip transformatörlerde üçüncül harmonikler sekonder tarafta üçgenin içinde dolaşır. Bu yüzden üçüncül harmonikler yoktur. Örnek verecek olursak genelde Yd5 transformatör grubu büyük santrallerde yüksek güçte kullanılır.

Üçgen-yıldız bağlantı grubunda ise harmonikler primerde yok edilir. Sekonderinde nötr hattının topraklanması avantajdır. Genellikle Dy5 grubu transformatörler büyük güçlü dağıtım transformatörleri olarak kullanılır.

3)Zikzaklı Sekonder Transformatör

Zigzag bağlama sadece transformatörlerin sekonder sargılarında kullanılır. Dağıtım hatlarına bağlı bir fazlı yükerin transformatörün fazlarının eşit yüklenmemesi dengesiz çalışmaya neden olduğu için transformatörler zigzag bağlama yöntemi ile dengeli yüklenmeye çalışılır. Kullanılan iletken miktarı, yıldız veya üçgen bağlantıya göre fazladır. Primer taraf üçgen veya yıldız bağlanır.
Sekonder zikzaklı bu konfigürasyon da dağıtımda kullanılır ve yıldız-üçgen transformatörü konfigürasyonu ile aynı etkiye sahip olabilir.

Yüklerin mükemmel şekilde dengelenmesi durumunda üçüncü harmonik akımların tamamen ortadan kaldırılabileceğini unutmayın.
Aksi halde, üç fazdaki üçüncü harmonik akımlar eşit değildir ve ikincil seviyedeki tek bir merkezdeki amper dönüşleri tam olarak telafi edilemez. Bu nedenle, üçüncü dereceden bir harmonik akım birincil sargısında ve dolayısıyla güç kaynağı hattında dolaşım yapabilir.

4)Zikzak Bağlantılı Reaktans

Bu reaktans için basitleştirilmiş şematik Şekil 1'de gösterilmiştir. Bir zikzaklı transformatör durumunda olduğu gibi, bu rakamdan anlaşılacağı gibi, tek bir merkezdeki amper dönüşleri birbirini iptal eder.

Şekil 1: Zikzak Reaktans

►İlginizi Çekebilir: Harmonikler ve İç Harmonikler

Sonuç olarak, üçüncü mertebeli harmonik akımların empedansı çok düşüktür (sadece sarım kaçağı). Zikzaklı reaktans bu nedenle sıfır sıralı akımlara ve üçüncü mertebeden ve katları harmoniklere düşük empedanslı bir dönüş yolu üretir.

Bu nedenle, tek fazlı yükler için, Şekil 2'de gösterildiği gibi, güç kaynağındaki nötr akım dolaşımını azaltır.

Şekil 2: Zikzaklı reaktans kullanılmadan iN ve iN' nötr akımları

5)Nötrde Üçüncü Dereceden Filtre

Bu cihazın prensibi, nötr iletkene seri olarak üçüncü harmoniğe ayarlanmış bir tuzak devresi yerleştirmekten oluşur (bkz. Şekil 3).

Şekil 3: Nötrde Üçüncü Dereceden Filtre

Şekil 4, tek fazlı yüklerin faz ve nötr arasında bağlandığı varsayılarak elde edilen dalga şekillerini göstermektedir. Nötr akımdaki azalma, voltaj distorsiyonunda bir artışa eşlik eder, ancak standart IT ekipmanının çalışmasını genel olarak etkilemez.
Harmonik bozunumları düzeltmek amacıyla kurulacak olan filtreli kompanzasyon sistemlerinde filtre ve kondansatör seçimine çok dikkat edilmelidir. Harmonik filtrelerin tasarımı rezonans frekansı (çoğunlukla 134, 189, 210 Hz), kondansatör gücü ve kondansatör gerilimi gibi faktörlere göre yapılmaktadır.
Harmonik filtrelere takılması gereken gerilim ve güç değerlerinden farklı değerlerde kondansatörler bağlanıldığında sistemin rezonans frekansının kayacağını ve performansın düşeceğini unutmayınız. Bu nedenle kondansatörlerin güç ve gerilim değerlerine göre tasarlanmış filtreler kullanılmalıdır.
Harmonik filtreler pano içinde sıcaklık artışına neden olmaktadır. Bu nedenle panoların yeterli miktarda hava akışını sağlayacak şekilde yapılmasına dikkat ediniz. Harmonik filtreli kompanzasyon sistemlerinde nihai güç, kondansatör güç değerlerinin toplamından farklı olacaktır. Bu nedenle eksik kompanzasyon yapmamak için güç hesabını yaparken harmonik filtreleri de hesaba katılmalıdır.